無顎類の進化の謎を解く: ランプリーと脊椎動物の進化研究

Tokyoヤツメウナギは顎を持たない2つの脊椎動物のうちの1つです。彼らは中西部の漁業に問題を引き起こしていますが、脊椎動物の進化を理解する手助けともなっています。ノースウェスタン大学の研究者たちは、ヤツメウナギをアゴを持つ水生カエルの一種であるXenopusと比較し、2つの重要な種類の幹細胞についての重要な情報を発見しました：多能性胞胚細胞と神経堤細胞です。

以下はその研究からの重要なポイントです。

ランプリーとカエルの遺伝子は、類似した多能性ネットワークを持っています。しかし、ランプリーは神経堤細胞でpou5遺伝子を発現しません。この遺伝子は、顎を持つ脊椎動物の顎や頭部構造の形成に重要な役割を果たしています。

多能性細胞は、体内のあらゆる細胞に変化する能力を持っています。胚盤胞と神経堤細胞の両方がこの能力を持っています。新たな研究によると、カエルの神経堤細胞はpou5の発現を示しますが、ヤツメウナギは示さないことがわかりました。この違いがヤツメウナギに顎がない理由を説明しているかもしれません。この研究結果は『Nature Ecology & Evolution』に発表されました。

ヤツメウナギの研究は、脊椎動物の起源や発達についての理解を助けることができます。ノースウェスタン大学の教授で発生生物学に詳しいキャロル・ラボーン氏が率いる研究によると、進化を理解するためには、ハグフィッシュやヤツメウナギのような最も原始的な生きている脊椎動物を調べるべきだと述べています。

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神経堤細胞は多能性を持ち、神経細胞や筋肉細胞など、さまざまな細胞に分化することができます。有顎脊椎動物では、胚珠細胞は早い段階で多能性を失いますが、神経堤細胞はこの能力をより長く保持します。研究者たちは、ヤツメウナギの胚珠細胞が依然として多能性のための完全なネットワークを持っていることを発見し、有顎と無顎の脊椎動物がこれらの幹細胞タイプを一緒に進化させてきたかもしれないと示唆しています。

ヨシュア・ヨーク氏、第一著者でありポスドク研究者は、ヤツメウナギとカエルの遺伝子はほとんど似ているものの、ヤツメウナギの神経堤細胞では遺伝子pou5が発現していないことを指摘しました。このことは、顎を持つ脊椎動物に後から発達したのではなく、時間と共にこの遺伝子が失われた可能性を示唆しています。進化の過程で5億年経過した後でも、未分化性を促進するために必要な遺伝子発現レベルには厳しい制限があります。

ランプリーとカエルは何百万年も別々の進化を遂げてきたにもかかわらず、依然として似た生物学的制御を利用しています。研究者たちは、この類似点が存在する理由に興味を持ちました。このプロジェクトは、国立衛生研究所や国立科学財団など様々な組織から資金提供を受けました。そしてジョセフ・ウォルダー博士に捧げられました。

ヤツメウナギの研究は、脊椎動物の進化についてより深く理解する手助けとなります。研究者たちは顎のある動物とヤツメウナギを比較することで、人間を含む現代の動物における重要な特徴がどのように発達したのかを知ろうとしています。この研究は、これら古くからの生物学的疑問を解明するための一歩です。